WO2004021786A1 - Mittel zur inaktivierung pathogener erreger auf flächen, instrumenten und in kontaminierten flüssigkeiten - Google Patents

Mittel zur inaktivierung pathogener erreger auf flächen, instrumenten und in kontaminierten flüssigkeiten Download PDF

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    • A01N37/36—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing organic compounds containing a carbon atom having three bonds to hetero atoms with at the most two bonds to halogen, e.g. carboxylic acids containing at least one carboxylic group or a thio analogue, or a derivative thereof, and a singly bound oxygen or sulfur atom attached to the same carbon skeleton, this oxygen or sulfur atom not being a member of a carboxylic group or of a thio analogue, or of a derivative thereof, e.g. hydroxy-carboxylic acids
    • A01N37/38—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing organic compounds containing a carbon atom having three bonds to hetero atoms with at the most two bonds to halogen, e.g. carboxylic acids containing at least one carboxylic group or a thio analogue, or a derivative thereof, and a singly bound oxygen or sulfur atom attached to the same carbon skeleton, this oxygen or sulfur atom not being a member of a carboxylic group or of a thio analogue, or of a derivative thereof, e.g. hydroxy-carboxylic acids having at least one oxygen or sulfur atom attached to an aromatic ring system
    • A01N37/40—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing organic compounds containing a carbon atom having three bonds to hetero atoms with at the most two bonds to halogen, e.g. carboxylic acids containing at least one carboxylic group or a thio analogue, or a derivative thereof, and a singly bound oxygen or sulfur atom attached to the same carbon skeleton, this oxygen or sulfur atom not being a member of a carboxylic group or of a thio analogue, or of a derivative thereof, e.g. hydroxy-carboxylic acids having at least one oxygen or sulfur atom attached to an aromatic ring system having at least one carboxylic group or a thio analogue, or a derivative thereof, and one oxygen or sulfur atom attached to the same aromatic ring system

Definitions

  • Aldehydic active substances are particularly affected, e.g. Formaldehyde, glutardialdehyde, succinic dialdehyde or glyoxal and their aldehyde-releasing derivatives.
  • Peracids e.g. have a very broad spectrum of antimicrobial effects, but can only be used to a very limited extent due to their extremely corrosive properties. Considerable problems also arise from the poor stability of this class of compounds.
  • the present invention relates to agents for inactivating pathogenic pathogens - bacteria, fungi and viruses (enveloped and uncovered) - applicable to surfaces and instruments of all kinds and in contaminated liquids.
  • the areas of application can be of the most varied categories, for example in the area of hospitals, doctor's surgeries, production rooms in the food industry up to the stables of the ranchers.
  • a synergistic effect between the components of the disinfectant mixtures according to the invention has not only been demonstrated for the virucidal properties, but also for the bactericidal and fungicidal properties.
  • the bactericidal and fungicidal increase in activity was all the more surprising because excellent antimicrobial effects of the individual components are already known for the phenols and aromatic hydroxycarboxylic acids used.
  • Desalinated water 27.0 Formulation examples 1-3 were used to demonstrate the synergistic effect through the combinations according to the invention - with regard to the virucidal properties.
  • the non-enveloped, hydrophilic Picornavirus Polio Sabin LSc-2ab served as the test criterion.
  • the test procedure and method was carried out in accordance with the rules of the still provisional European standard WI 216026 (phase2; stepl).
  • Test conditions temperature 10 ° C ⁇ 1 ° C contact time 30 min. ⁇ 10 sec.
  • Protein load 3g / l bovine serum albumin and
  • the result can be rated as sufficiently effective if the infection titer is reduced by 4 log levels ⁇ , ie when a 99.99% reduction in infectivity is reached.
  • Example 1 From Table 1 it follows that the phenol component in Example 1 was effective at an application concentration of 7%, while the hydroxybenzoic acid from Example 2 showed a sufficient effect at a 6% concentration.
  • the mixture of both components in formulation example 3 showed sufficient inactivation of the poliovirus even at a concentration of 2%.
  • the numerical value 0, 62 thus provides clear evidence of the existence of a synergistic effect.
  • test results are shown in Table 2.
  • the numerical values given are the logarithms (logio) of the reduced bacterial counts, the difference to the initial bacterial count resulting in the reduction factor.
  • Test conditions Exposure time 20 minutes at 20 ° C protein load: 3.0 g / 1 bovine serum albumin
  • Table 3 shows the results with Escherichia coli.
  • Table 3 (E. coli)
  • Table 4 shows the results with Staphylococcus aureus.
  • Example No. 4 The formulation according to Example No. 4 and the mycobacterium av 56 Av 56 were used to demonstrate a tuberculocidal effect in the germ carrier test.
  • the test conditions corresponded to the regulations of the German Veterinary Society for the area of animal husbandry (2nd edition 1998).
  • Germ carrier sterilized pieces of linden wood
  • the formulation according to Example 4 contains 15% + 7% active substance mixture, of which 4% is used, which corresponds to an actual active ingredient concentration of only 0.88%.
  • Formalin is the generally recognized benchmark and benchmark for effectiveness testing in lime wood trials because the comparatively small aldehyde molecule can penetrate and act particularly well in the fissured and frayed structure of the wood carrier.

Abstract

Mittel mit ökologischer Akzeptanz zur Bekämpfung pathogener Erreger auf Flächen, Instrumenten und in Flüssigkeiten, bestehend aus synergistischen Gemischen aromatischer Hydroxybenzoesaüren und Phenole mit sehr breitem Wirkungsspektrum. Wirksam sowohl gegen hydrophile behüllte und unbehüllte Viren als auch gegen lipophile Bakterien und Pilze, daher anwendbar in Medizin, Technik und gewerblicher Tierhaltung.

Description

Mittel zur Inaktivierung pathogener Erreger auf Flächen, Instrumenten und in kontaminierten Flüssigkeiten
Durch Infektionen, die von Patienten in Krankenhäusern und anderen medizinischen Einrichtungen erworben werden, entstehen große Schäden für die Versichertengemeinschaft und die Volkswirtschaft. Diese als noso- komiale Erkrankungen bezeichneten Infektionen wurden in der Vergangenheit vorwiegend den Bakterien zugeordnet.
Das lag zum einen daran, dass viele Erkrankungen my- kologischer oder viraler Genese mangels ausreichender medizinischer Diagnostik nicht erkannt wurden. Zum anderen haben als Folge moderner therapeutischer Maßnahmen aber auch durch Reiseverkehr und globale Verflechtungen Infektionen zugenommen, die durch Viren und Pilze bedingt sind; z.B. die in jüngerer Zeit beobachteten Seuchenzüge in der europäischen Tierhaltung sind ausnahmslos viraler Genese wie die MKS , Au- jeszkysche Krankheit sowie die Schweinepest. In Krankenhäusern werden zunehmend virale Erkrankungen z.B. der Norwalk - like Viren, Rotaviren und Adenoviren diagnostiziert, aber auch Pilzinfektionen, die zu Systemmykosen und sekundären Infektionen führen.
Diese neue Situation und der neue Kenntnisstand haben in den letzten Jahren dazu geführt, dass prophylaktische Maßnahmen wie z . B. Desinfektionsverfahren neu überdacht und konzipiert werden müssen. So wird von verschiedenen normgebenden Stellen gefordert, dass neben Bakterien auch besonders widerstandsfähige Pilze (z.B. Aspergillus niger) und Viren (z.B. Poliovirus und Adenovirus) durch die Desinfektion erfasst werden müssen.
Umfassend anwendbare Desinfektionsmittel mit hinreichend viruzider Wirksamkeit gelangen derzeit nur noch stark begrenzt zur Anwendung. Grund dafür sind die Nebenwirkungen der Agenzien. Davon sind insbesondere aldehydische Wirkstoffe betroffen, wie z.B. Formaldehyd, Glutardialdehyd, Succindialdehyd oder Glyoxal und deren aldehydabspaltenden Derivate.
Diese Komponenten galten bisher als klassische Träger einer breiten antimikrobiellen und antiviralen Wirksamkeit in Desinfektionsmittelformulierungen.
Die Agenzien, mit der universellsten Einsatzbreite, - weil auch anwendungstechnisch unproblematisch - im Kampf gegen pathogene Erreger, Formaldehyd und Glutardialdehyd, wurden als giftig eingestuft und stehen im Verdacht kanzerogen zu sein. Bei anderen Aldehyden werden vergleichbare Eigenschaften vermutet.
Dies hat zur Folge, dass die Anwender, wegen des Gefährdungspotenzials , auf aldehydbasierte Desinfektionsmitteln weitgehend verzichten. Andere zur Verfügung stehende Wirkstoffe sind gegenüber unbehüllten Viren und bestimmten Pilzarten wegen deren besonderer Resistenz nicht bzw. nur begrenzt wirksam oder aufgrund ihrer ungünstigen chemischen und physikalischen Eigenschaften nicht beliebig einsetzbar.
Dies gilt für die Klasse der Per-Verbindungen, für Jod, Chlorabspalter, Alkohole, Kat. Tenside, Ampho- tenside, Phenole, Basen, Säuren und Aktiv-Sauerstoff freisetzende Verbindungen .
Persäuren z.B. haben ein sehr breit gefächertes anti- mikrobielles Wirkungsspektrum, sind jedoch wegen ihrer extrem korrodierenden Eigenschaften nur sehr begrenzt einsetzbar. Beträchtliche Probleme ergeben sich außerdem aus der mangelnden Stabilität dieser Verbindungsklasse .
Auf der Suche nach einer adäquaten Alternative wurde nun überraschend gefunden, dass die Verwendung bestimmter Gemische, bestehend aus aromatischen Hydro- x carbonsäuren und Phenolen, die entstandene Lücke zu schließen vermag, dies nicht nur der mikrobiziden Wirksamkeit wegen, sondern auch wegen der günstigen toxikologischen, ökotoxikologischen und materialverträglichen Eigenschaften. Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Mittel zur Inaktivierung von pathogenen Erregern - Bakterien, Pilze und Viren (behüllt und unbehüllt) - anwendbar auf Flächen und Instrumenten aller Art sowie in kontaminierten Flüssigkeiten. Die Anwendungsgebiete können unterschiedlichster Kategorie sein, z.B. im Bereich von Krankenhäusern, Arztpraxen, Produktionsräumen der Lebensmittelindustrie bis hin zu den Stallungen des Viehzüchters .
Eine synergistische Wirkung zwischen den Komponenten der erfindungsgemäßen Desinfektionsmittelgemische wurde nicht nur für die viruziden Eigenschaften nachgewiesen, sondern auch bei den bakteriziden und fun- giziden Eigenschaften. Die bakterizide und fungizide WirkungsSteigerung war umso überraschender, weil für die verwendeten Phenole und aromatischen Hydroxycar- bonsäuren bereits ausgezeichnete antimikrobielle Wirkungen der Ξinzelkomponenten bekannt sind.
Bemerkenswert ist außerdem die ungewöhnliche Breite des WirkungsSpektrums , daran zu erkennen, dass hydrophile Picornaviren ebenso sicher inaktiviert werden, wie lipophile Pilze abgetötet werden.
Nachfolgend aufgeführte Beispiele und Tabellen dienen der Erläuterung der vorliegenden Erfindung und dem Nachweis des Synergismus zwischen den Synergisten gemäß Anspruch 1. Nach F.C. Kuli und P.C. Eisman, Applied Microbiology 9,538-41(1946) gilt ein Synergismus als nachgewiesen, wenn durch Anwendung der nachstehenden Berechnungs- formel das Ergebnis F < 1 zustande kommt.
F = QA/Qa + QB/Qb
wobei die Zeichen bedeuten:
F < 1 Synergismus
F= 1 Additive Wirksamkeit
F > 1 Antagonismus
Qa : Menge von A allein zum Endpunkt
Qb = Menge von B allein zum Endpunkt
QA : Menge von A in der Mischung mit B
QB Menge von B in der Mischung mit A
Beispiele
Beispiel 1
Alkylarylsulfonat -Na 12,0 Gew. Teile
Butyl onoglykolsulfonat-Na 5 , 0
4-Chlor-3-methyl-phenol 15,0
Phosphonobutantricarbonsäure 1 , 5
2-Propylalkohol 30,0
Wasser entsalzt 36,5 Beispiel 2
Alkylarylsulfonat -Na 12,0 Gew. Teile
Butylmonoglykolsulfonat-Na 5,0
2-Hydroxybenzoesäure 6,0
Phosphonobutantricarbonsäure 1,5
2 - Pr opy lalkohol 30,0
Wasser entsalzt 45,5
Beispiel 3
Alkylarylsulfonat-Na 12,0 Gew. Teile
Butylmonoglykolsulfonat-Na 5 , 0
4-Chlor-3-methylphenol 15,0
2-Hydroxybenzoesäure 6 , 0
2-Prop lalkohol 30,0
Phosphonobutantricarbonsäure 1 , 5
Wasser entsalzt 30,5
Beispiel 4
Alkylsulfonat -Na 10,0 Gew. Teile
Cumolsulfonat -Na 3 , 0
2-Phenylpheno1 15,0 ß-Resorcinolsäure 7,0
Ameisensäure 5 , 0
2-Propylalkohol 33,0
Wasser entsalzt 27,0 Zum Nachweis des synergistischen Effektes durch die er indungsgemäßen Kombinationen - die viruziden Eigenschaften betreffend - , wurden die Formulierungs- beispiele 1-3 verwendet.
Das unbehüllte, hydrophile Picornavirus Polio Sabin LSc-2ab diente als Prüfkriterium. Prüfverfahren und Methode wurde gemäß den Regeln der noch vorläufigen europäischen Norm WI 216026 (phase2 ; stepl) durchgeführt.
Versuchsbedingungen : Temperatur 10°C ± 1°C Kontaktzeit 30 Min. ± 10 Sek. Eiweißbelastung: 3g/l Rinderserumalbumin und
10g/l Hefeextrakt
Alle Zahlen in der Tabelle bedeuten, soweit nicht anders bezeichnet, den Infektionstiter (log ID50 ml-1) nach 30 Min. Einwirkungszeit ( - = nicht mehr nachweisbar)
Tabelle 1 (Polio Sabin)
Figure imgf000008_0001
Das Ergebnis ist als ausreichend wirksam zu bewerten, wenn der Infektionstiter um 4 log Stufen reduziert ϊ wird, d.h. wenn eine 99,99%ige Reduktion der Infekti- osität erreicht ist.
Aus Tabelle 1 folgt, daß die Phenolkomponente in Beispiel 1 bei einer Anwendungskonzentration von 7% wirksam war, während die Hydroxybenzoesäure aus Beispiel 2 eine ausreichende Wirkung bei 6%iger Konzentration zeigte. Das Gemisch aus beiden Komponenten im Formulierungsbeispiel 3 zeigte bereits bei 2%iger Konzentration eine ausreichende Inaktivierung des Poliovirus .
Setzt man diese Ergebnisse in die Formel von Kuli und Eisman ein, so erhält man:
F = 2 x 0,06/6 x 0,06 + 2 x 0,15/7 x 0,15 = 0,62
Der Zahlenwert 0 , 62 erbringt somit einen eindeutigen Nachweis für das Vorliegen eines synergistischen Effektes .
(Das Einsetzen der prozentualen Wirkstoffmengen aus den Beispielformulierungen in die Gleichung, führt zu einem konstanten Faktor 1 und ist daher für die Berechnung entbehrlich.)
Ein synergistischer Effekt zur fungiziden Wirksamkeit konnte beispielhaft am besonders resistenten Asper- gillus niger dargestellt werden. Die Untersuchung wurde im quantitativen Suspensions- test nach DIN EN 1650 (phase 2; stepl) durchgeführt.
Versuchsbedingungen: DIN EN 1650
Eine Reduktion der Keime um 4 log - Stufen, stellt den erforderlichen Wirksamkeitsnachweis dar.
Die Untersuchungsergebnisse sind in Tabelle 2 abgebildet. Die angegebenen Zahlenwerte sind die Logarithmen (logio) der reduzierten Keimzahlen, deren Differenz zur Ausgangskeimzahl den Reduktionsfaktor ergibt.
Tabelle 2 (Asp. niger)
Figure imgf000010_0001
F = 0,25/1 + 0,25/1 = 0,50
Das vorstehende Rechenergebnis aus den Daten der Tabelle 2 beweist hier ebenfalls einen synergistischen Effekt des Wirkstoffgemisches.
Der Nachweis synergistisch wirksamer Eigenschaften gegen Bakterien wurde mittels einem Gram - positiven und Gram - negativen Testorganismus im quantitativen Suspensionstest nach DIN EN 1276 (phase2 ; stepl) durchge ührt.
Versuchsbedingunge : Einwirkungszeit 20 Min. bei 20°C Eiweißbelastung: 3,0 g/1 Rinderserumalbumin
Tabelle 3 zeigt die Ergebnisse mit Escherichia coli . Tabelle 3 (E. coli)
Figure imgf000011_0001
F = 0,25/0,5 + 0,25/1 = 0,75
Tabelle 4 zeigt die Ergebnisse mit Staphylococcus au- reus.
Versuchsbedingungen: DIN EN 1276
Tabelle 4 (Staph. aureus)
Figure imgf000011_0002
Eine Reduktion der Keime um 4 log Stufen, stellte den erforderlichen Wirksamkeitsnachweis dar. F = 0,5/1 + 0,5/2 = 0,75
In allen Untersuchungen konnten die für den Nachweis des Synergismus erforderlichen mikrobiologischen Ergebnisse erbracht werden, wodurch bewiesen ist, daß die erfindungsgemäßen Formulierungen nach Anspruch 1 gegenüber Bakterien, Pilzen und Viren synergistisch wirksam sind.
Zum Nachweis einer tuberkuloziden Wirkung im Keimträgerversuch diente die Formulierung nach Beispiel Nr .4 und das Mykobakterium avium Av 56. Die Testbedingungen entsprachen den Vorschriften der Deutschen Veterinärmedizinischen Gesellschaft für den Bereich Tierhaltung (2. Ausgabe 1998).
Keimträger: sterilisierte Lindenholzstücke
(Höhe: 3 mm; Länge: 10 mm; Breite 10 mm)
Tabelle 5 (Mykobakterium avium)
Figure imgf000012_0001
Das in Tab. 5 dargestellte Versuchsergebnis zeigt, daß eine 4%ige Lösung des Formulierungsbeispiels 4 nach 120 Min. Einwirkungszeit die gleiche Wirkung wie eine 3%ige For alinlösung erzielt. Formalin enthält gemäß DAB 10 35-37% Formaldehyd in Wasser und 10% Methanol , dies entspricht einer wirksamen Konzentration von ca. 1,1 % Aldehyd.
In der Formulierung gemäß Beispiel 4 sind 15% + 7% wirksames Substanzgemisch enthalten, davon gelangen 4% zur Anwendung, was einer tatsächlichen Wirkstoff- konzentration von nur 0,88% entspricht.
Formalin ist bei Keimträgerversuchen mit Lindenholz die allgemein anerkannte Bezugsgröße und Maßstab der Wirksamkeitsprüfung, weil das vergleichsweise kleine Aldehydmolekül besonders gut in die zerklüftete und zerfaserte Struktur des Holzkeimträgers eindringen und wirken kann.
Das Ergebnis zur tuberkuloziden Wirksamkeitsprüfung unterstreicht, ebenso wie die übrigen Ergebnisse, daß die vorliegende Erfindung alle Bedingungen erfüllt, um aldehydbasierte Desinfektionsmittelformulierungen ersetzen zu können.

Claims

Patentansprüche
1. Desinfektionsmittel zur Bekämpfung und Inaktivie- rung von pathogenen Erregern, zur Anwendung auf Flächen und Instrumenten medizinischer und technischer Einrichtungen sowie in kontaminierten Flüssigkeiten auf Basis eines synergistisch wirksamen Gemisches von Mono- Di- und Trihydroxybenzoesäuren und Phenolen, die anionaktive und nichtionogene Tenside als Netzmittel, Hydrotropierungsmittel, primäre und sekundäre Alkohole als Lösungsmittel und aliphatische Carbonsäuren und Hydroxycarbonsäuren- als pH- Regulatoren sowie Sequestriermittel enthalten können,
dadurch gekennzeichnet, dass
a) sie synergistisch wirksame mikrobizide und antivi- rale Kombinationen aus aromatischen Monohydroxycar- bonsäuren wie den 2-; 3-; 4- Hydroxybenzoesäuren, den Dihydroxybenzoesäuren, 2,3-; 2,4-; 2,5-; 2,6-; 3,4-; 3 , 5-Dihydroxybenzoeäure , oder den Trihydroxybenzoesäuren, 2 ,3,4-Trihydroxybenzoe-säure, 2,4,6- Trihydroxybenzoesäure , 3,4, 5-Trihydroxybenzoe- säure, einzeln oder gemischt und Phenole wie 2-Iso- propyl-5-methylphenol , 2-; 3- oder 4-Methylphenol, Hexylresorcin, 2-Phenylphenol, 2-Methoxyphenol, 3-Methyl-4-chlor-phenol , 3 ,5-Dimethyl-4-chlor- phenol, 2-Benzyl-4-chlorphenol einzeln oder gemischt, in Verbindung mit Alkylsulfonaten und /oder Alkylarylsulfonsäure und/oder Alkylarylsulfonaten und/oder Alkylarylethersulfaten mit 1-3 EO-Gruppen und/oder Alkylethersulfaten mit 1-3 EO-Gruppen deren Natrium- , Kalium- und Ammoniumsalze , mit primären oder verzweigten Ketten der Länge C8-C18 als anionische Tenside enthalten, sowie nichtionogene Tenside vom Typus der Alkylpolyethylenglykolether mit 3-11 EO- Gruppen enthalten können.
b) sie Butylmonoglykolsulfat, Cumolsulfonat, Toluol- sulfonat, Xylolsulfonat, als Natrium-, Kalium- oder Ammoniumsalz einzeln oder als Gemisch als Hydrotro- pierungsmittel und aliphatische Alkohole und/oder Glykole der Kettenlänge C2-C12 als Lösungsmittel einzeln oder als Gemisch und aliphatische Carbon- und/oder Hydroxycarbonsäuren der Kettenlänge Cl bis C6 einzeln oder als Gemisch als pH-Regulatoren enthalten können.
2. Desinfektionsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis der Hydro- xybenzoesäuren (A) zu den Phenolen (B) zwischen 1 : 9 und 9:1 betragen kann und deren Summe zwischen 5 und 40 Gew. % bezogen auf das Gesamtgewicht des Desinfektionsmittelkonzentrates liegen kann.
3. Desinfektionsmittel nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichts erhältnis der Al- kylsulfonate und/oder Alkylarylsulfate und/oder E- thersulfate und deren Salze (C) mit den Säuren und Phenolen (A+B) im Verhältnis C : (B+A) = 1:9 und 9 : 1 liegen kann und deren Summe zwischen 10 und 60% bezogen auf das Gesamtgewicht des Desinfektionsmittelkonzentrates betragen kann.
4. Desinfektionsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis der Hydro- tropierungsmittel und deren Salze, einzeln oder im Gemisch miteinander zwischen 5 und 40 Gew.% bezogen auf das Gesamtgewicht des Desinfektionsmittelkonzentrats liegen kann.
5. Desinfektionsmittel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis der Alkohole einzeln oder im Gemisch miteinander zwischen 5 und 60 Gew.% bezogen auf das Gesamtgewicht des Desinfektionsmittelkonzentrates liegen kann.
6. Desinfektionsmittel nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß zwischen 1-8 Gew.% eines oder mehrerer Sequestriermittel vom Typus der Aminoessigsäu- ren oder Phosphonsäuren und deren jeweilige Derivate enthalten kann.
7. Verwendung der Desinfektionsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur Bekämpfung von pathogenen Erregern im Umfeld medizinischer und technischer Einrichtungen . Verwendung der Desinfektionsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 6 in wäßrigen, verdünnten Lösungen, die zwischen 0,5 und 10 Gew.% des Desinfektionsmittelkonzentrates enthalten können.
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